В первой части обсуждаются вопросы теории оптимизации режимов, разработанной для условий вертикально-интегрированной системы управления энергетикой, и рассматриваются особенности оптимального управления в условиях рынка.

Во второй части рассмотрены вопросы автоматизации управления режимами энергосистем, включая цели и задачи АСУ, технические средства. информационное и программное обеспечение, а также особенности реализации АСУ для различных объектов энергосистемы.

Оптимизация режимов энергосистем

Режимом энергосистемы называют некоторое ее состояние, определяемое значениями температуры – t ° , давления – p , частоты – f , напряжения – U , тока – I , активной мощности – P , реактивной мощности – Q и других физических величин, называемых параметрами режима, которые характеризуют процесс производства, преобразования, передачи и распределения энергии.

Режимы делятся на стационарные и переходные. Оптимизируются только стационарные режимы.

Оптимизация обеспечивается на всех этапах:

1. Все действующее основное оборудование должно работать оптимально, т.е. с максимальным КПД, что определяется в основном его техническим состоянием;

2. Распределение нагрузки между любыми параллельно работающими агрегатами должно обеспечивать минимальный расход используемых энергоресурсов;

3. Распределение нагрузки между генерирующими объектами энергосистемы и выбор других регулируемых параметров режима должно обеспечивать минимальные затраты в системе на обеспечение потребностей в электроэнергии. Здесь экономический эффект достигается не только за счет экономии топлива в процессе генерации, но и за счет снижения потерь в сети при выполнении технологических ограничений.

Параметры режима ЭС

Математическая модель режима – это система нелинейных алгебраических уравнений, как правило, узловых.

                                                                                  (1.1)

где  - матрица узловых проводимостей, имеет порядок n;

    - вектор напряжений в узлах;

     - вектор узловых мощностей;

    n – количество независимых узлов.

Для решения системы нелинейных уравнений должны задаваться независимые параметры, к числу которых относятся узловые мощности и напряжение в балансирующем узле. Имея эти параметры можно однозначно определить режим, если он существует, путем решения системы (1).

Все остальные параметры режима, полученные на основе расчета: напряжения в узлах – U_S , потоки по линиям – P_l , Q_l , токи в ветвях – I_l , потери – D P и др., называют зависимыми параметрами режима.

Часть независимых параметров (узловые мощности) в нормальных условиях не подчиняются диспетчеру (нагрузки в узлах). Остальные (мощности источников) должны оптимизироваться. К числу независимых параметров относятся и коэффициенты трансформации автотрансформаторов связи сетей разных напряжений (К_Т), которые могут регулироваться с помощью РПН. Своеобразным независимым параметром является и состав включенного в работу оборудования, который характеризуется графом G .

Независимые параметры режима, оптимизация которых должна проводиться при диспетчерском управлении, можно рассматривать как вектор ,  где  индекс i определяет источники.

По аналогии вектор зависимых параметров объединяет все остальные параметры режима, однозначно определяемые при фиксированных допустимых значениях всех независимых параметров:

Для определения Y при заданных X используются различные методы и программы расчета стационарных режимов.